Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 8. N 3-4. 2021 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 64 Установить взаимосвязь между эксплуатационными свойствами изделия и параметрами его текстуры поверхности во многих случаях является затруднительным. Одной из серьезных проблем, по нашему мнению, является большое число параметров текстуры поверхности, которые используются в международных стандартах. Все это затрудняет назначение оптимального набора параметров для конкретных условий эксплуатации изделий. Поэтому актуальна задача минимизации числа параметров, назначаемых для описания свойств поверхности с заданным набором свойств. Постановка задачи исследований Основным стандартом, описывающим текстуру поверхности, является ISO 25178-2. В стандарте для текстуры поверхности используют S-фильтр, L-фильтр и индекс вложенности для общего применения методов фильтрации. Описаны основные параметры и функции текстуры поверхности, которые разделены на 5 групп: высотные, пространственные, гибридные, функциональные и другие (сегментация). Функциональные параметры представляют собой наиболее многочисленную группу, состоящую из 18 параметров и 3 функций. Несмотря на то, что параметры должны быть независимыми, многие параметры текстуры поверхности тесно связаны между собой. Оставляя его за рамками данного исследования физическое объяснение, предлагаем экспериментально определить коэффициент корреляции Пирсона для различного сочетания параметров текстуры. В ISO 25178-2:2012 описаны 18 функциональных параметров. Для проведения анализа из них выбраны 8 следующих параметров: Smr – коэффициент смятия ареала поверхности ограниченного масштаба; Spk – сниженная высота пика; Svq – среднеквадратичное отклонение желоба; Spq – среднеквадратичное отклонение плато; Vvv – объем пустот желоба поверхности ограниченного масштаба; Vvc – объем пустот ядра поверхности ограниченного масштаба; Vm – объем материала; Sxp – максимальная высота пика. Результаты и обсуждение В эксперименте использованы поверхности деталей из стали ШХ15 после круглого шлифования, плоского шлифования, суперфиниширования и полирования. Перед началом эксперимента были выполнены двумерные измерения шероховатости поверхности, чтобы определить образец и длину оценки для каждой поверхности. Шероховатость поверхности по параметру Ra составила от 0.07 до 0.2 мкм. Поэтому в соответствии с базовой длиной область анализа была выбрана размера 0.25×0.25 мм. Текстура поверхности этого участка была измерена с шагом 0,001 мкм по осям с помощью зондового микроскопа. После обязательных преобразований результаты представлены в виде матрицы размером 100×100. Элементы матрицы есть отклонение текстуры от средней плоскости, полученные по методу наименьших квадратов. Значения элементов в матрице представляют собой средние значения, полученные из трех измерений поверхностей. Графические результаты представлены на рис. 1, где показаны: а – шлифование круглое, б – шлифование плоское, и – суперфиниширование, г – полирование. Арифметическое среднее абсолютного значения в области определения составило соответственно Sa = 0,26; 0,18; 0,08; 0,28 мкм. Все поверхности могут быть отнесены к анизотропным, так как значение размера структуры составило соответственно 0.08; 0.14; 0.25 и 0.31. Коэффициенты корреляция Пирсона, рассчитанные для параметров текстуры поверхности, представлены в виде матриц на рис. 2.